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2014 年度 実績報告書

衝撃圧縮・超高温高圧下での融体・惑星地球物質の日本先導的局所構造研究

研究課題

研究課題/領域番号 22244068
研究機関熊本大学

研究代表者

吉朝 朗  熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (00191536)

研究分担者 奥部 真樹  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教 (10397060)
大高 理  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40213748)
奥寺 浩樹  金沢大学, 自然システム学系, 准教授 (50401881)
中塚 晃彦  山口大学, 理工学研究科, 准教授 (80294651)
真下 茂  熊本大学, 学内共同利用施設等, 教授 (90128314)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワード高温高圧 / 鉱物・岩石 / 局所構造 / 精密構造解析 / 衝撃圧縮 / 惑星地球物質
研究実績の概要

日本先導の最新の科学技術・研究手法により、原子の動的挙動や物性発現機構を知り、地球惑星物質に凍結された高圧高温や衝撃圧縮等の履歴や惑星地球諸活動の読み取りを行うことが主たる目的である。放射光利用による、超高温レーザー加熱浮上実験や高温高圧下その場観測実験、高融点物質の融点近傍精密構造、不規則系の精密構造解析を行った。回折法とX 線吸収分析法等を併用し、局所構造から中・長距離におよぶ総合情報が得られた。本年度は、太古代鉱物ジルコンの極限環境下その場観察実験、超イオン導電体マントル鉱物、ヒ素・アンチモン・セレン含水鉱物の水素結合、高密度融体で起こる微量元素の特異な席選択性等の本質について多くの成果が得られた。隕石衝突により形成されるテクタイトガラスには、超高温・衝撃圧縮情報が局所構造に凍結されている。新生代-中生代境界層にみられる、隕石衝突時の記録解析において、重要な発見をした。Cr,Ni等では、この境界粘土では風化・続成作用を受けている。しかし、ZrとTiにはそれらの情報が残っていることを明らかにした。超高温で形成されたケイ酸塩融体が、急冷されることでZr等は珍しい配位席を占有し、多くの元素は低配位数をとっている。隕石衝突等による融解・蒸発では元素の常圧下での状態に比べ低い配位数環境や異常に低い価数状況や長い原子間距離をとり、元素分配の特異性が現れている。ポストペロブスカイト型化合物の特性とその鉱物学的重要性を明らかにした。ペロブスカイト型結晶では、特異な熱振動特性を有す静的分布が存在しているが、高密度型針状ポストペロブスカイト型では見られない。ポストペロブスカイト型化合物は特異な面・凌共有により陽イオン-陽イオン相互作用が大きい。不規則性は低く、熱振動特性も通常の鉱物にみられるものである。衝撃圧縮・超高温高圧下での融体・惑星地球物質研究により、多くの成果が得られた。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (48件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件、 オープンアクセス 13件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (32件) (うち招待講演 5件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] XAFS study on the zirconium local structures in tektites and natural glasses.2015

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Tobase, Akira Yoshiasa, Ling Wang, Hidetomo Hongu, Hiroshi Isobe and Ritsuro Miyawaki
    • 雑誌名

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences,

      巻: 110 ページ: 1-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temperature dependence of crystal structure of CaGeO3 high-pressure perovskite phase and experimental determination of its Debye temperatures studied by low- and high-temperature single crystal X-ray diffraction2015

    • 著者名/発表者名
      A. Nakatsuka, S. Kuribayashi, N. Nakayama, H. Fukui, H. Arima, A. Yoneda and A. Yoshiasa,
    • 雑誌名

      Am. Mineral.

      巻: 100 ページ: 6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Elastic-plastic and phase transition of zinc oxide single crystal under shock compression,2015

    • 著者名/発表者名
      X. Liu, T. Mashimo, W. Li, X. Zhou and T. Sekine
    • 雑誌名

      J.Appl. Phys

      巻: 117 ページ: 095901-1-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamic water loss of antigorite by impact process2015

    • 著者名/発表者名
      T. Sekine, T. Kimura , T. Kobayashi, T. Mashimo
    • 雑誌名

      Icarus

      巻: 250 ページ: 1-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selective chlorine evolution catalysts based on Mg-Doped nanoparticulate ruthenium dioxide,2015

    • 著者名/発表者名
      D. F. Abbott, V. Petrykin, M. Okube, Z. Bastel, S. Mukerjee and P. Krtil,
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 162 ページ: H23-H31

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystal structure of SrGeO3 in the high-pressure perovskite-type phase2015

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Nakatsuka*, Hiroshi Arima, Osamu Ohtaka, Keiko Fujiwara and Akira Yoshiasa,
    • 雑誌名

      Acta Crystallographica

      巻: E71 ページ: 502-504

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of pure iron nanoparticles at liquid-liquid interface using pulsed plasma2014

    • 著者名/発表者名
      Z. Kelgenbaeva, E. Omurzak, S. Takebe, S. Sulaimankulova, Z. Abdullaeva, C. Iwamoto, and T. Mashimo
    • 雑誌名

      Journal of Nanoparticle Research

      巻: 16 ページ: 2603

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetite nanoparticles synthesized using pulsed plasma in liquid2014

    • 著者名/発表者名
      Z. Kelgenbaeva, E. Omurzak, S. Takebe, Z. Abdullaeva, S. Sulaimankulova, C. Iwamoto, and T. Mashimo,
    • 雑誌名

      Jpn. Journ of Applied Phys,

      巻: 52 ページ: 11NJ02

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of hollow carbon nano-onions using the pulsed plasma in liquid2014

    • 著者名/発表者名
      Omurzak E., Abdullaeva Z., Iwamoto C., Ihara H., Sulaimankulova S., Mashimo T
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      巻: 15 ページ: 3703-3709

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of WO3・H2O nanoparticles by pulsed plasma in liquid2014

    • 著者名/発表者名
      L. Chen, T. Mashimo, H. Okudera, C. Iwamotoc and E. Omurzak,
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 4 ページ: 28673-28677

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Site-specific electronic structures of ferrimagnetic Fe3O4 measured by resonant X-ray magnetic scattering,2014

    • 著者名/発表者名
      M. Okube and S. Sasaki,
    • 雑誌名

      Journal of Applied Crystallography,

      巻: 47 ページ: 1387-1394

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Topologically Sensitive Surface Segregations of Au-Pd Alloys in Electrocatalytic Hydrogen Evolution,2014

    • 著者名/発表者名
      M. Okube, V. Petrykin, J. E. Mueller, D. Fantauzzi, P. Krtil, T. Jacob,
    • 雑誌名

      ChemElectroChem,

      巻: 1 ページ: 207-212

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 温度をパラメータとした鉱物結晶学 ―原子変位挙動の解明―2014

    • 著者名/発表者名
      中塚晃彦
    • 雑誌名

      日本結晶学会誌

      巻: 56 ページ: 150-157

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Na-GTS型チタノシリケートの3価イオン(La3+, Eu3+, Yb3+)によるイオン交換2015

    • 著者名/発表者名
      5.藤原惠子,吉田辰彦,南雄樹,深津達哉,中塚晃彦,中山則昭
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-27
  • [学会発表] 実測に基づいたアパタイト型化合物の構造と可能な伝導パス2015

    • 著者名/発表者名
      奥寺 浩樹
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2015 年年会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-03-17 – 2015-03-17
    • 招待講演
  • [学会発表] High temperature single-crystal X-ray diffraction study of tetragonal and cubic perovskite-type PbTiO3 phases2015

    • 著者名/発表者名
      AkiraYoshiasa
    • 学会等名
      First International Forum on the Advanced Materials Processing using Extreme Conditions
    • 発表場所
      Kumamoto University
    • 年月日
      2015-03-06 – 2015-03-07
    • 招待講演
  • [学会発表] Raman spectroscopy and structure of MgSiO3 high temperature C2/c clinoenstatite2014

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke KUSU, Akira YOSHIASA, Tadao NISHIYAMA, Akihiko Nakatsuka , Maki Okube, Hiroshi ARIMA
    • 学会等名
      The AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      SanFrancisco,USA
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-19
  • [学会発表] Local structure of Sb in Cretaceous-Tertiary boundary clays from Stevns Klint by the XAFS method2014

    • 著者名/発表者名
      Hidetomo HONGU, Akira YOSHIASA, Tsubasa TOBASE, Tatsuya HIRATOKO, Hiroshi ISOBE, Hiroshi ARIMA, Kazumasa SUGIYAMA, Maki OKUBE and Ritsuro MIYAWAKI
    • 学会等名
      The AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      SanFrancisco, USA
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-19
  • [学会発表] CuBrの高温高圧相関系2014

    • 著者名/発表者名
      安廣佑介、大高理、平井望、鈴木昭夫、下埜勝、亀卦川卓美
    • 学会等名
      第55回高圧討論会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-24
  • [学会発表] 高温型C2/c単斜エンスタタイトの単結晶構造解析:準安定構造と相転移機構2014

    • 著者名/発表者名
      吉朝 朗・中塚晃彦・奥部真樹・桂 智男
    • 学会等名
      平成26年度日本結晶学会年会
    • 発表場所
      Tokyo University
    • 年月日
      2014-11-01 – 2014-11-03
  • [学会発表] マグネタイトのFeK共鳴磁気散乱と電子密度分布2014

    • 著者名/発表者名
      奥部真樹・佐々木聡
    • 学会等名
      日本結晶学会年会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-11-01 – 2014-11-03
  • [学会発表] Ca-Ge-O-H系正方晶ハイドロガーネットにおけるOH基の席選択性と水素結合2014

    • 著者名/発表者名
      7.中塚晃彦,松冨大記,藤原惠子,中山則昭,大高理,杉山和正
    • 学会等名
      日本結晶学会年
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-11-01 – 2014-11-03
  • [学会発表] Detail structure analyses of the earth’s interior and melt under high pressure and high temperature2014

    • 著者名/発表者名
      Akira Yoshiasa
    • 学会等名
      The Sixth Meeting of Research Consortium on High-pressure Research
    • 発表場所
      Kumamoto
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-27
    • 招待講演
  • [学会発表] Prosopite CaAl2F4-x(OH)4+xの構造精密化と水素結合2014

    • 著者名/発表者名
      手嶋 綾、陣内 聡、磯部 博志、吉朝 朗
    • 学会等名
      日 本 鉱 物 科 学 会2014年 年 会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] 高温型C2/c単斜エンスタタイトへの高圧型からの相転移2014

    • 著者名/発表者名
      吉朝 朗他
    • 学会等名
      日 本 鉱 物 科 学 会2014年 年 会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] Kottigite-symplesite固溶体の結晶構造と水素結合2014

    • 著者名/発表者名
      宮野優美子、吉朝 朗、陣内 聡、磯部博志
    • 学会等名
      日 本 鉱 物 科 学 会2014年 年 会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] 単結晶 X 線回折法による russellite (Bi2WO6) の結晶構造の精密化2014

    • 著者名/発表者名
      奥寺 浩樹, 山縣 賢太郎, 武田 博明.
    • 学会等名
      日本鉱物科学会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] 彗星核モデル物質としてのグリシン - シリカゲル複合体の合成と衝撃圧縮2014

    • 著者名/発表者名
      村井 拓朗, 奥野 正幸, 荒砂 茜, 奥寺 浩樹, 濵田 麻希, 水上 知行, 荒井 章司, 阿藤 敏行
    • 学会等名
      日本鉱物科学会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] 高温下におけるポルックス石の結晶構造変化2014

    • 著者名/発表者名
      10.今井建,有馬寛,杉山和正,中塚晃彦
    • 学会等名
      高温下におけるポルックス石の結晶構造変化
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] Ca-Ge-O-H系正方晶ハイドロガーネットの結晶構造と水素位置2014

    • 著者名/発表者名
      13.中塚晃彦,松冨大記,藤原惠子,中山則昭,大高理,杉山和正
    • 学会等名
      本鉱物科学会2014年度年会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] Viscosity measurement with an X-ray radiography falling sphere method using Diamond/SiC composite anvils2014

    • 著者名/発表者名
      O. Ohtaka, K. Hamaue, K. Funakoshi, M. Shimono
    • 学会等名
      52th European High Pressure Research Group Meeting (EHPRG)
    • 発表場所
      Lyon、Feance
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-12
  • [学会発表] High temperature C2/c clinoenstatite single crystals: detail structure and transition mechanism2014

    • 著者名/発表者名
      Akira Yoshiasa, Akihiko Nakatsuka , Maki Okube and Tomoo Katsura
    • 学会等名
      the 21st General Meeting of the International Mineralogical Association
    • 発表場所
      Johannesburg, SouthAfrica
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-05
  • [学会発表] Structure refinement of legrandite: crystal chemistry and hydrogen bonds2014

    • 著者名/発表者名
      S.Jinnouchi, A.Yoshiasa, K.Sugiyama, H.Arima, R.Shimura
    • 学会等名
      the 21st General Meeting of the International Mineralogical Association
    • 発表場所
      Johannesburg, SouthAfrica
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-05
  • [学会発表] Crystal structures of Li2MGeO4 (M = Mn, Fe, Co) revisited2014

    • 著者名/発表者名
      3.N. Nakayama, T. Fukuda, Y. Teraura, T. Kamoto, K. Fujiwara, A. Nakatsuka
    • 学会等名
      The 15th IUMRS International Conference in Asia (IUMRS-ICA2014),
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2014-08-27 – 2014-08-28
  • [学会発表] Preperation of lanthanide ion exchanged GTS-type titanosilicate2014

    • 著者名/発表者名
      4.K. Fujiwara, T. Yoshida, Y. Minami, T. Fukatsu, A. Nakatsuka, N. Nakayama,
    • 学会等名
      The 15th IUMRS International Conference in Asia (IUMRS-ICA2014),
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2014-08-27 – 2014-08-28
  • [学会発表] Recent progress in materials science under strong gravitational field2014

    • 著者名/発表者名
      T. Mashimo
    • 学会等名
      9th Internat. Conf. on Diffusion in Materials (DIMAT2014),
    • 発表場所
      Muenster, Germany
    • 年月日
      2014-08-17 – 2014-08-22
    • 招待講演
  • [学会発表] Crystal structure refinement of MgSiO3 high temperature C2/c clinoenstatite2014

    • 著者名/発表者名
      Akira Yoshiasa, Akihiko Nakatsuka , Maki Okube and Tomoo Katsura
    • 学会等名
      23rd Congress and general assembly of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2014-08-05 – 2014-08-12
  • [学会発表] Structure refinements of kottogite and symplesite solid-solution2014

    • 著者名/発表者名
      Yumiko Miyano, Akira Yoshiasa, Kazumasa Sugiyama, Hiroshi Arima, Tomotaka Nakatani and Maki Okube
    • 学会等名
      23rd Congress and general assembly of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2014-08-05 – 2014-08-12
  • [学会発表] XAFS study on the zirconium local structure in tektites and natural glasses2014

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Tobase, Akira Yoshiasa, Ling Wang, Hiroshi Isobe, Hidetomo Hongu and Ritsuro Miyawaki
    • 学会等名
      23rd Congress and general assembly of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2014-08-05 – 2014-08-12
  • [学会発表] Distribution of mixed-valence ions in Mn1+xFe2-xO4 ferrites2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Aoyagi, Maki Okube and Satoshi Sasaki
    • 学会等名
      23rd Congress and general assembly of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Canada, Montreal
    • 年月日
      2014-08-05 – 2014-08-12
  • [学会発表] Site-specific RXMS study on the magnetic electron of magnetite2014

    • 著者名/発表者名
      Maki Okube and Satoshi Sasaki
    • 学会等名
      23rd Congress and general assembly of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Canada, Montreal
    • 年月日
      2014-08-05 – 2014-08-12
  • [学会発表] Resonant X-ray magnetic scattering study of Ti-Mn-doped Ba ferrites2014

    • 著者名/発表者名
      Yo Sasaki, Maki Okube, Satoshi Sasaki and Takeshi Toyoda
    • 学会等名
      23rd Congress and general assembly of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Canada, Montreal
    • 年月日
      2014-08-05 – 2014-08-12
  • [学会発表] Substitution effect in high-Tc mercury-based cuprate superconductor2014

    • 著者名/発表者名
      Ryutaro Matsumura, Maki Okube and Satoshi Sasaki
    • 学会等名
      23rd Congress and general assembly of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Canada, Montreal
    • 年月日
      2014-08-05 – 2014-08-12
  • [学会発表] Structure and H position of tetragonal hydrogarnet derived from CaGeO3 garnet2014

    • 著者名/発表者名
      2.A. Nakatsuka, H. Matsutomi, K. Fujiwara, N. Nakayama, O. Ohtaka and K. Sugiyama
    • 学会等名
      23rd Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography
    • 発表場所
      Montreal、Canada
    • 年月日
      2014-08-05 – 2014-08-12
  • [学会発表] New materials processing under strong gravitational field2014

    • 著者名/発表者名
      T. Mashimo
    • 学会等名
      13th International Ceramics Congress (2014CIMTEC)
    • 発表場所
      Pistoia, Italy
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-13
    • 招待講演
  • [図書] "High-Pressure Synthesis of Solids"2015

    • 著者名/発表者名
      M. Azuma, Osamu Ohtaka and Nobuhiro Kumada
    • 総ページ数
      1200
    • 出版者
      in Encyclopedia of Inorganic and Bioinorganic Chemistry, ed R.A. Scott, John Wiley: Chichester.
  • [図書] 「日本の結晶学(II)」-その輝かしい発展- 鉱物の局所構造と結晶化学2014

    • 著者名/発表者名
      吉朝 朗
    • 総ページ数
      488
    • 出版者
      ㈱日本印刷 ISBN978-4-9903861-1-5
  • [備考] 吉朝研究室HP

    • URL

      http://www.sci.kumamoto-u.ac.jp/~yoshiasa/

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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